玻璃的前世今生

时间:2023-05-30 13:25:14 手机站 来源:网友投稿

玻璃是生活中最常见的事物之一,它拥有独特的光学性能,用在器皿、窗户、艺术品,以及光纤、液晶屏等高科技产品上,几乎无处不在。当我们追根溯源,发现它几乎与人类的文明史同步,玻璃产品的工艺和技巧随着人类科技的发展而变化着。

玻璃最早起源于两河流域或古埃及地区,在古希腊文明的辐射和罗马帝国的版图扩张下传播、影响到世界各地,乃至位处远东的古代中国。最早的玻璃制造工艺包括胚芯法、浇铸及压铸法等,其中浇铸及压铸法应用极广,沿用至今。不同的地区文化赋予了玻璃制品丰富多变的造型和色彩,并由此产生了各具特色的玻璃工艺品,如古希腊的千花玻璃、威尼斯的嵌丝玻璃等。

在很长的历史时期中,玻璃产品只能手工制作,甚至到了第二次工业革命之后,能够采用机械化批量生产的也仅限于平板玻璃和玻璃瓶这类能够标准化生产的玻璃产品。

平板玻璃最早是用吹球法来生产的,到17世纪末18世纪初,北欧逐渐以吹筒法取代吹球法,通过把玻璃吹成圆筒状生产平板玻璃,实现了生产力和质量方面的巨大飞跃。但直到20世纪初弗克法的发明,才开始真正实现平板玻璃的机械化大生产。1959年,英国工程师阿拉斯泰尔·皮尔金顿经过近30年的研究,发明了革命性的浮法工艺,直到今天,世界上几乎所有的平板玻璃都是采用这种工艺进行生产的。

浮法工艺的生产系统由熔化槽、锡槽、退火炉、冷却和输出部分组成,工人将事先混合好的原料倒入熔炉,加热熔化。让熔融的玻璃液通过一个口子从熔化槽流到一个很浅的锡槽里,玻璃液会浮在锡的表面。在表面张力和重力的作用下,带有黏性的熔融玻璃液分布成厚度均匀的扁平长带,而边缘的滚筒能使其保持一定的宽度。进入退火炉后,开始变硬的玻璃带慢慢冷却。玻璃带继续移动,进一步冷却、变硬。玻璃带的边缘经滚筒裁切整修后,再按所需尺寸进行切割。最后由机械手臂提起玻璃平板,把它们装上货架。

玻璃瓶的生产则是经历了从铁棍到机械手的发展。从公元1世纪发明玻璃吹制技术开始,一直到19世纪末期,人工吹制一直是玻璃瓶制作的主要手段。但随着工业和科技的发展,玻璃工人们也开始试图通过效法手工制瓶的方法,来实现玻璃瓶吹制的机械化。

1881年,美国玻璃工人菲利普·阿伯加斯特发明了玻璃制瓶成型的压吹法,改变以往工人总是在最后阶段完成瓶颈和瓶口的方式,先由机器把玻璃瓶颈和瓶口加工成型,再吹制其他部分。他的发明改变了过去玻璃的人工吹制,并开始了这个行业的自动化之路。但是,这种半自动化的玻璃制瓶机仍需要有人将玻璃料装到机器的模具里。

1903年,美国人迈克尔·欧文斯公布了世界上第一台全自动的玻璃制瓶机,它采取真空吸料式供料及运用“吹—吹”方法进行生产,从而结束了自玻璃吹管发明以来长达2000年的人工吹制的历史,将玻璃工业推进到机械时代。

在美国工程师卡尔·皮埃尔发明的滴料供料机的基础上,行列式制瓶机出现了,如今世界上大多数的瓶子是由这种机器生产的。

在玻璃的工业化批量生产之外,另一个分支——艺术品、工艺品,以及介于两者之间的玻璃产品仍然必须采用古老的手工工艺。例如高脚杯,虽然它并非艺术品,但仍旧需要人工制作三个不同的部分——杯身、高脚、底座,然后连接起来。

安全玻璃

安全玻璃是指力学强度高、抗冲击能力强的玻璃,它被击碎时,碎片不会伤人,包括钢化玻璃、夹丝玻璃和夹层玻璃。

钢化玻璃是将普通玻璃均匀加热到接近软化温度时,用高速空气等冷却介质骤冷而得到的玻璃制品。

夹层玻璃是用两块玻璃或多片玻璃,在玻璃与玻璃之间夹进一层PVB膜,抽真空,互相黏合而成的复合玻璃制品,破碎时仅产生辐射状裂纹和少量玻璃碎屑或碎片,仍粘贴在膜片上,如汽车挡风玻璃。

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